Технология строительства дорожного полотна

Ускорению процессов взаимодействия активного кремнезема золы с продуктами гидратации цемента способствует применение силиката натрия, каустической соды или других химических веществ. Зола служит не только активной добавкой, заменяющей часть цемента в укрепленных грунтах, она также применяется как самостоятельное вяжущее или как компонент известково-зольного вяжущего.

Наиболее приемлемыми для укрепления грунтов являются золы от сжигания бурого угля или торфа. При укреплении крупнообломочных грунтов, супесей и песков в качестве самостоятельного медленно твердеющего вяжущего применяют высококальциевую золу-унос сухого отбора. Засоленные грунты можно укреплять золами при содержании в этих грунтах солей не более 3% при сульфатном и не более 5% при хлоридном засолении.

Одним из наиболее дешевых методов стабилизации грунтов является укрепление их известково-зольными составами. При этом предпочтительны золы с минимальным содержанием несгоревших частиц и высокой удельной поверхностью. Максимальная прочность образцов грунта достигается при соотношении извести к золе 1:5.

Лучшие результаты достигаются на песчаных и супесчаных грунтах. Прочность и морозостойкость таких грунтов повышается при использовании как добавок к известково-зольным вяжущим хлористого кальция или других химических активизаторов. По своим свойствам такие смеси удовлетворяют требованиям для укрепленных грунтов I класса прочности, что дает возможность использовать их при строительстве оснований в различных климатических зонах. Для укрепления глинистых грунтов применение известково-зольных вяжущих является малоэффективным.

В зависимости от гранулометрического состава и свойств каменных материалов или грунтов расход извести и золы, необходимых для их укрепления, составляет 10--30%.

При введении в качестве ускорителя твердения 0,5--1% по массе хлористого кальция после 28-суточного твердения прочность укрепленных известково-зольными вяжущими грунтов составляет 2-- 5 МПа, а после 90 сут -- 4--10 МПа.

26. Строительство дорожных одежд переходного типа. Виды поперечных профилей

Дорожные одежды с покрытиями переходного типа (щебеночные и гравийные из прочных пород, из малопрочных каменных материалов и грунтов, укрепленных органическими, неорганическими или комплексными вяжущими, мостовые из булыжного и колотого камня) следует устраивать на дорогах IV, III-с и V категорий. При стадийном строительстве дорожной одежды такие конструкции нужно предусматривать на первой стадии строительства дорог III, IIIп, III-с и IVп категории. Их можно применять на внутренних дорогах промышленных предприятий и строительных объектов, где по санитарным условиям движения нет необходимости в устройстве покрытий усовершенствованных типов. (СНиП «Автомобильные дороги. Нормы проектирования».)

При проектировании дорожных одежд с покрытием переходного типа надо стремиться, чтобы одежды состояли из одного-двух слоев.

Для покрытий, устраиваемых по способу заклинки, следует применять фракционированный щебень естественных горных пород, щебень из горнорудных отходов и щебень из малоактивных металлургических шлаков (ГОСТы на «Щебень из естественного камня для строительных работ» и «Щебень шлаковый доменный и сталеплавильный для дорожного строительства»).

При конструировании одежд переходного типа как первоочередной конструкции стадийного строительства для устройства слоев одежды на первой стадии необходимо применять материалы, которые отвечают требованиям, предъявляемым к материалам для устройства слоев основания под усовершенствованные покрытия. В ряде случаев для сокращения первоначальных затрат могут оказаться целесообразными упрощенные конструкции, движение по которым в неблагоприятный период года должно быть ограничено по нагрузке на ось транспортных средств и по интенсивности.

Поперечные профили конструкций земляного полотна и дорожной одежды выполняют без боковика.

На поперечном профиле конструкции земляного полотна показывают:

-- ось проектируемой автомобильной дороги;

-- линию фактической поверхности земли (условно);

-- контур проектируемого земляного полотна с указанием крутизны откосов, а при реконструкции, кроме того, контур существующего земляного полотна;

-- ширину земляного полотна и его элементов;

-- ширину проезжей части, разделительной полосы, обочин и укрепительных полос;

-- направление и величину уклонов верха земляного полотна и поверхности дорожной одежды;

-- конструкцию дорожной одежды (схематично);

-- элементы укрепления обочин, откосов и водоотводных сооружений (схематично) с указанием обозначения документации, необходимой для его выполнения;

-- контур и величину срезки плодородного слоя, удаления торфа и замены непригодного грунта;

-- дренажные устройства и их обозначения (схематично);

-- выносные элементы (узлы, фрагменты);

-- границу полосы отвода земель (при необходимости).

Поперечные профили конструкций земляного полотна, различающиеся конфигурацией, высотой насыпи или глубиной выемки, крутизной откосов или другими показателями, обозначают: Тип 1, Тип 2 и т.д.

Номер типа поперечного профиля конструкции земляного полотна указывают в таблице-сетке под продольным профилем автомобильной дороги.

При выполнении совмещенного чертежа плана и продольного профиля дороги на поперечных профилях соответствующего типа указывают условия применения данного типа или границы участков дороги, на которых применен этот тип конструкции.

Конструкцию дорожной одежды показывают, как правило, на выносном элементе, на изображении которого дополнительно к 8.2.2, показывают:

- элементы конструкции дорожной одежды проезжей части, обочин, укрепительных полос соответствующими условными графическими обозначениями. Выносные надписи к многослойной конструкции дорожной одежды выполняют по ГОСТ 21.101;

- границы участков автомобильной дороги, на которых применены различные типы дорожной одежды.

На застроенной территории типы конструкций дорожной одежды указывают в ведомости автомобильных дорог, подъездов и проездов по форме 2.

При наличии нескольких типов конструкций дорожной одежды (различающихся между собой материалами слоев или другими характеристиками) им присваивают обозначения: Тип А, Тип Б и т.д., а при необходимости приводят условия их применения.

Симметричные поперечные профили конструкций земляного полотна и дорожной одежды изображают до оси симметрии.

27. Технология строительства дорожных одежд переходного типа

Гравийные дорожные одежды, как правило, строят из оптимальных гравийных смесей. Перед устройством дорожной одежды серповидного профиля поверхности земляного полотна придают двухскатный поперечный профиль с уклоном 15...20%0, а при полукорытном профиле грейдером устраивают неглубокое корыто. Дно корыта и обочины уплотняют катками с гладкими вальцами массой 6...8 т или самоходными катками на пневматических шинах (2...3 прохода по одному следу), в сухую погоду осуществляют поливку водой из расчета 1 л/м2.

Технологический процесс устройства однослойного гравийного покрытия серповидного профиля следующий. Гравийную оптимальную смесь вывозят автомобилями-самосвалами и разгружают по ширине земляного полотна в кучи в одну или две линии. При использовании самоходного распределителя разгрузка гравия производится непосредственно в его кузов. При отсутствии такой машины распределение гравия ведут автогрейдером.

Если гравийный материал, доставляемый из карьера, не является оптимальной смесью, то к нему добавляют недостающие фракции мелкозема или скелетного материала. Добавки и гравийный материал перемешивают дисковой бороной за 3...4 прохода по одному следу, а затем автогрейдером за 6...12 круговых проходов, для этого предварительно гравийный материал и добавки разравнивают на небольшую ширину. Перемешивание лучше вести со слегка увлажненным материалом, полученную гравийную смесь разравнивают на всю ширину земляного полотна и окончательно планируют за 5...6 проходов автогрейдеров. Планировку выполняют по высотным колышкам, установленным по оси дороги, на кромках проезжей части и на бровках земляного полотна. Высота колышков устанавливается с учетом коэффициента уплотнения гравия, равного 1,25... 1,30. Далее производят уплотнение с помощью самоходных катков с гладкими вальцами, вибрационными или самоходными катками на пневматических шинах. Пневмокатки могут уплотнять слои толщиной до 0,25 м.

Уплотнение нужно вести от бровки земляного полотна к его оси с перекрытием предыдущих проходов последующими на 0,2...0,3 м. Первоначальная скорость движения катков 1,5...2 км/ч (дна прохода), далее уплотнение ведется при скорости движения катков 3...4 км/ч, для пневмокатков она может быть 6 км/ч. Укатка должна вестись при оптимальной влажности гравийной смеси, которая колеблется в пределах 1... 12%. Для создания прочной плотной и устойчивой гравийной коры при уплотнении верхнего слоя покрытия рекомендуется поливать его 30%-м раствором гигроскопических солей СаСl2 или NaCl с нормой расхода 2...3 л/м2. В процессе укатки проверяют ровность поверхности и правильность поперечного профиля. Все выявленные неровности устраняют взрыхлением материала, добавлением нового или удалением (частичным) лишнего с последующим уплотнением. Признаком окончательного уплотнения является отсутствие заметного па глаз следа от прохода катка и прекращение движения волны перед катком. Дальнейшее уплотнение гравийного материала идет движущимся транспортом, поэтому в течение 2...3 недель необходимо регулировать движение по ширине проезжей части. При сухом покрытии делают разлив гигроскопических солей.

При постройке гравийного покрытия в два слоя материал нывозят в полукорыто, разравнивают, планируют и уплотняют его. Сухой материал поливают поливомоечными машинами по 4...13 л/м2 за 1 раз.

Верхний слой гравийного покрытия устраивают аналогично однослойному покрытию, а гравийные покрытия---поточным методом с длиной смежных захваток 200...250 м.

28. Общие сведения о строительстве мостовых

Мосты представляют собой весьма ответственные сооружения нижнего строения железнодорожного пути и по своим конструктивным особенностям, способам работ при возведении опор, устройстве пролётных строений, применяемому оборудованию и средствам механизации относятся к особой области строительного дела - мостостроению, изучение которого выходит за рамки настоящего курса. Однако на железных дорогах наряду с крупными, уникальными мостовыми сооружениями используются, и притом в преобладающем числе, различные сборные или частично сборные мосты, являющиеся объектами массового применения и индустриального строительного производства. Особенно широкое распространение получили сборные железобетонные мосты. Конструкции таких мостов готовят на промышленных предприятиях, а непосредственно на строительной площадке выполняют в основном монтажные работы с объединением сборных конструкций в единое сооружение.

Планировку стройплощадки, необходимую для обеспечения нормальной работы кранов и транспортных средств, нередко заменяют отсыпкой на поверхность строительных площадок разрыхленной скальной породы или крупнообломочных грунтов слоем толщиной не менее 0,5м. В районах распространения вечной мерзлоты это способствует предотвращению повреждений мохорастительного покрова.

Конструкции сборных мостов обычно доставляют по железной дороге до ближайшего к мосту раздельного пункта, а затем перевозят автотранспортом и складируют возможно ближе к местам установки. Пролетные строения стремятся устанавливать с транспортных средств.

Разметочными и контрольными измерениями, выполняемыми от геодезической разбивочной основы моста, переносят на площадку проектные расстояния между опорными точками, координаты и основные отметки конструктивных элементов моста.

29. Строительство мостовых из цементобетонных блоков

В настоящее время в мостостроении цементобетонные блоки, уже заняли ведущее положение в мостах пролетом до 301 м включительно. Однако имеющийся опыт конструирования и монтажа пролетных строений мостов пролетами до 30 м не может быть целиком перенесен на пролетные строения мостов больших пролетов вследствие чрезвычайно большого веса монтажных элементов (100--150 т и более) при членении пролетного строения на отдельные блоки только продольными швами.

Для уменьшения веса монтажных элементов нужно переходить на конструкции не только с продольным, но и с поперечным членением пролетных строений на отдельные блоки. Способ поперечного членения балок на отдельные блоки с последующим их объединением на берегу и установкой в пролет целыми балками или объединение блоков на подмостях решает только одну сторону задачи, а именно: дает возможность централизованно изготовлять блоки пролетного строения.

Полное решение проблемы строительства цементобетонных блоков безраспорных мостов средних и больших пролетов возможно при применении конструкции пролетного строения с поперечным и продольным членением на отдельные блоки, монтаж которых может осуществляться последовательно отдельными блоками, т. е, навесным или полунавесным способом. Отечественный и заграничный опыт постройки и проектирования пролетных строений дает ряд оригинальных конструкций и способов сборки и постройки без подмостей пролетных строений мостов средних и больших пролетов с главными балками, имеющими поперечное членение.

Во Франции построено несколько таких однотипных сборных однопролетных мостов пролетом до 70 м. Мосты построены на месте разрушенных с использованием сохранившихся устоев. Главные балки коробчатого сечения собирались на берегу из заранее изготовленных блоков. Каждая балка была разделена на три монтажных секции весом до 90 т. Сборка осуществлялась с помощью двух мачт (рам) высотой 60 м, расположенных по берегам реки. Вначале были установлены секции балок пролетного строения около устоя. Затем устанавливалась средняя часть. Объединение блоков в секции и секций в балки пролетного строения осуществлялось предварительно напряженной арматурой. Недостатком этой конструкции является необходимость создания искусственного распора и большая чувствительность пролетного строения к перемещению устоев и деформациям пролетного строения.

Для регулировки величины распора в конструкции сохранены домкраты и установлено специальное наблюдение за его величиной. Применение данной конструкции целесообразно только в однопролетных мостах, так как одновременный монтаж двух или нескольких пролетных строений такого типа, видимо, невозможен.

В Германии применяется навесное бетонирование пролетных строений. Наиболее интересными по способу производства работ и примененной статической схеме являются однотипные мосты через реку Рейн в г. Вормсе с пролетами 101 + 114 + 104 м и через реку Мозель в г. Кобленце с пролетами 101 + 114+ 123 м. Мосты состоят из Г- и Т-образных рам. Концы ригелей рам соединены шарнирами, работающими только на перерезывающую силу. Высота ригеля посередине 2,5 м, у опор пролета. Диафрагмы имеются только посередине пролета у конца консолей. Бетонирование пролетного строения производилось в подвижной опалубке секциями по 3 м симметрично в обе стороны от опоры.

Необходимость употребления быстротвердеющих бетонов и сезонность производства работ также ограничивают возможность применения навесного бетонирования. Однако статическая схема моста заслуживает внимания, и она использована при разработке конструкции пролетных строений, собираемых навесным способом.

Применение подобной конструкции в мостах, расположенных на вертикальных кривых (что почти всегда имеет место в мостах через судоходные реки), видимо, невозможно. Трудно применить эту схему для многопролетных мостов из-за необходимости устройства подмостей под консоли и сложности монтажа подвесных пролетов.

30. Строительство покрытий и оснований по способу пропитки органическим вяжущим

Устраивать покрытия и основания из щебня, обработанного по способу пропитки битумом, дегтем или эмульсиями, следует в сухую погоду при температуре воздуха не ниже 5 °С. При использовании эмульсий при температуре воздуха ниже 10 °С их следует применять в теплом виде (с температурой 40--50 °С) .

Покрытие по способу пропитки следует устраивать из щебня изверженных пород марки не ниже 800 или осадочных и метаморфических марки не ниже 600. Щебень, используемый для устройства оснований, должен иметь марку не ниже 600.

При устройстве конструктивного слоя по способу пропитки следует применять щебень четырех фракций размером 20--40 (или 25--40), 10--20 (или 15--25), 5--10 (или 3--15) мм.

При толщине слоя покрытия менее 8 см применяют только три последние фракции. Последнюю, наиболее мелкую фракцию, предназначенную для создания защитного слоя, при устройстве оснований применять не следует.

Объем щебня основной (первой) фракции размером 40--70 или 20 (25) -- 40 мм следует определять с учетом коэффициента 0,9 к проектной толщине слоя основания или покрытия и увеличения этого объема в 1,25 раза на уплотнение. Объем каждой последующей фракции щебня следует принимать равным 0,9--1,1 м3 на 100 м2 основания или покрытия. Расход вяжущего следует принимать равным 1,0--1,1 л/м2 на каждый сантиметр толщины слоя и дополнительно 1,5--2,0 л/м2 для покрытия. При использовании эмульсии ее концентрация должна быть 50--55 % при применении известнякового щебня и 55--60% при применении гранитного щебня, а расход соответственно увеличен.

Работы по устройству покрытий и оснований способом пропитки битумом или дегтем следует производить в следующем порядке: распределение основной (фракции щебня; уплотнение катком массой 6--8 т (5--7 проходов по одному следу); розлив 50 % вяжущего от общего расхода; распределение расклинивающей фракции щебня; уплотнение катком массой 10--13 т (2--4 прохода по одному следу); розлив 30 % вяжущею от общего расхода; распределение второй расклинивающей фракции щебня; уплотнение катком массой 10--13 т (3--4 прохода по одному следу); розлив 20 % вяжущего; распределение замыкающей фракции щебня; уплотнение катком массой 10--13 т (3--4 прохода по одному следу).

При использовании в качестве вяжущего эмульсий первый розлив вяжущего (70 % эмульсии от общего расхода) следует делать после распределения первой расклинивающей фракции и ее уплотнения. Остальные 30 % эмульсии разливают после уплотнения второй расклинивающей фракции.

При температуре до 20 °С щебень основной фракции следует уплотнять, как правило, без увлажнения. При температуре воздуха выше 20 °С щебень следует поливать водой в количестве 8--10 л/м2. В этом случае разливать битум или деготь следует только после просыхания щебня, а эмульсию следует разливать по влажному щебню.

Все работы по россыпи расклинивающих фракций и их уплотнению следует производить после розлива вяжущего до его остывания.

При использовании вяжущего в виде битумных эмульсий устраивать защитный слой на покрытии с использованием последней, наиболее мелкой фракции щебня, а также устраивать покрытие по подготовленному основанию следует через 10--15 сут при пропитке анионными эмульсиями и через 3--5 сут -- при пропитке катионными.

Движение построечного транспорта разрешается только после окончании укатки последней, наиболее мелкой фракции щебня. В течение 10 дней движение следует регулировать по всей ширине покрытия с ограничением его скорости до 40 км/ч.

При использовании эмульсий движение следует открывать через 1--3 сут после распределения и уплотнения предпоследней расклинивающей фракции щебня при устройстве покрытия и последней фракции щебня при устройстве основании.

31. Строительство покрытий и оснований из материалов, обработанных неорганическим вяжущим

Смеси следует приготовлять, как правило, в смесителях принудительного перемешивания.

Разгрузку и подачу каменных материалов в приемные бункера дозаторного отделения смесительной установки следует выполнять погрузчиками или транспортерами, оборудованными питателями.

Доменные и сталеплавильные (металлургические) шлаки, шлаки и золы ТЭЦ мокрого улавливания следует хранить на открытых площадках. При хранении более 6 мес шлак и золу, используемые как вяжущее, перед употреблением необходимо испытывать на активность.

Для повышения активности металлургического шлака его следует размельчать в шаровых мельницах, предварительно высушив в сушильном барабане. Для получения комплексного вяжущего в шаровую мельницу подают порошкообразный активатор (цемент, известь, щелочь и др.). Измельченный шлак следует хранить в закрытых складах.

Точность дозирования составляющих материалов в смеси должна соответствовать величинам, указанным в 8.

Количество воды в смеси должно обеспечивать ее оптимальную влажность при уплотнении с учетом потерь влаги при транспортировании и распределении. При температуре воздуха выше 20 °С смесь при транспортировании автомобилями-самосвалами следует закрывать брезентом.

Растворы СДБ, содощелочного сплава, жидкого стекла, хлористых солей следует приготовлять на растворных узлах смесительных установок, при необходимости с подогревом воды.

Продолжительность транспортирования смесей каменных материалов с цементом, начало схватывания которого не менее 2 ч, не должна превышать 30 мин при температуре воздуха во время укладки выше 20 °С и 50 мин -- при температуре воздуха ниже 20 °С. Уплотнение смеси следует заканчивать до конца схватывания цемента.

Смеси каменных материалов со шлаком, золой с добавкой гашеной извести и без нее следует уплотнять не позднее 2 сут.

Основания (покрытия) из каменных материалов, обработанных неорганическими вяжущими, следует устраивать, как правило, в сухую погоду при среднесуточной температуре воздуха не ниже 5 °С.

Максимальную толщину слоя в плотном состоянии следует выбирать в соответствии с требованиями п. 7.1 для легкоуплотняемого материала.

Уплотнять материал слоя следует, как правило, катками на пневматических шинах или вибрационными катками. Ориентировочное число проходов катка по одному следу может быть принято равным соответственно 16 и 10.

По окончании уплотнения следует производить отделку поверхности автогрейдером или профилировщиком с последующим уплотнением гладковальцовым катком массой 6--8 т за два--четыре прохода по одному следу.

При устройстве вышележащего слоя дорожной одежды в день устройства основания (нижнего слоя покрытия) уход за ним не производится.

Движение построечного транспорта и устройство вышележащего слоя по основанию, устраиваемому с применением шпака и золы, разрешается сразу после окончания уплотнения.

Движение и устройство вышележащего слоя по основанию (покрытию), устроенному с применением цемента в качестве основного вяжущего или добавки, разрешается только после достижения прочности не менее 70 % проектной или в день устройства основании.

32. Строительство покрытий и оснований по способу смешения на дороге

Способ смешения на дороге. При этом способе щебень (гравий, грунт) смешивают непосредственно на дороге с органическим вяжущим. Для устройства покрытий рекомендуется применять мелко- и среднезернистые смеси, более устойчивые к воздействию колес автомобилей, для оснований преимущественно крупнозернистые, в некоторых случаях среднезернистые.

Для достижения полного обволакивания всех минеральных зерен необходимо применять вяжущее пониженной вязкости: нефтяные жидкие битумы медленно- и среднегустеющие, дорожные эмульсии, дегти.

Перед употреблением жидкие битумы и дегти подогревают до рабочих температур, эмульсии используют без подогрева. Расход жидкого битума для обработки гравийных и щебеночных материалов способом смешения на дороге составляет 5-7% от массы минеральной части. Избыток, как и недостаток вяжущего, снижает качество покрытия.

Технологический процесс строительства покрытия (основания) способом смешения на дороге включает подготовку основания (ямочный ремонт, исправление поперечного профиля), транспортирование и подготовку материала к смешению, доставку вяжущего, приготовление смеси, устройство покрытия и уход, за ним.

Минеральные и органические вяжущие материалы можно смешивать дорожными фрезами, автогрейдерами, дисковыми боронами и другими простейшими машинами, а также однопроходными передвижными смесителями, которые работают в комплекте с многоковшовыми погрузчиками.

Более качественные результаты получаются при использовании передвижных смесителей, которые за один проход дозируют вяжущее и перемешивают его с минеральным материалом. Хорошо перемешанную смесь разравнивают самоходными катками на пневматических шинах.

33. Строительство покрытий и оснований из материалов, обработанных вяжущими в установках

Установки по приготовлению смесей необходимо размещать непосредственно у строящейся дороги, или в притрассовых карьерах, или у железнодорожных, водных путей в случае использования привозных каменных материалов.

При использовании установок для приготовления цементно-минеральных смесей следует учитывать и сравнительно малые сроки схватывания цемента.

Щебень, гравий, песок хранят по фракциям в штабелях на открытых выровненных чистых площадках с твердым покрытием, исключающих загрязнение материалов и имеющих уклон для стока воды.

Материалы, поступающие в централизованном порядке на смесительные установки для приготовления смесей, должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов. При несоответствии материалов этим требованиям их необходимо дробить и фракционировать. Эти работы целесообразно проводить в карьере или на территории завода по приготовлению смеси.

Процесс приготовления обработанной смеси состоит из следующих основных операций:

разгрузка и складирование материалов;

дробление, фракционирование и мойка (при необходимости) материалов;

подача материалов к дозаторному отделению смесителя;

дозирование, подача и перемешивание каменных материалов с вяжущим;

выгрузка смеси и транспортирование ее к месту укладки.

Для разгрузки и подачи каменных материалов и песка в приемные бункера дозаторного отделения смесительной установки следует использовать погрузчики или транспортеры, оборудованные питателями.

Для приема и хранения порошкообразных минеральных вяжущих следует использовать типовые сборно-разборные склады, которые должны иметь необходимое оборудование для механизированной разгрузки вяжущих из железнодорожных вагонов или цементовозов и подачи их в дозаторное отделение завода.

Цемент, золы сухого улавливания и измельченные шлаки необходимо хранить в сухих закрытых складах по сортам и маркам. Расходование их допускается только при наличии заводского паспорта или проведения стандартного или ускоренного испытания на активность.

В первую очередь расходуют цемент раннего поступления. Цемент, хранившийся более 2 мес. перед употреблением надо повторно испытать на прочность (активность).

Металлургические шлаки, золы и шлаки ТЭЦ мокрого улавливания следует хранить на открытых площадках. По истечении срока хранения (6 мес.) перед употреблением их необходимо испытать на активность.

При приготовлении смесей в смесительных установках необходимо перед началом производственного выпуска обработанной смеси выполнить пробные замесы, чтобы установить оптимальное время перемешивания, точность дозирования компонентов смеси, равномерность поступления смеси из накопительного бункера смесительной установки и ее однородность.

Для приготовления обработанной смеси рекомендуется использовать установки цикличного или непрерывного действия принудительного перемешивания производительностью 60-120 т/ч. В случае раздельной подачи гранулированного шлака и цемента установки должны быть оснащены двумя дозаторами.

Для получения обработанных материалов с запроектированными свойствами максимальное отклонение расхода материалов от проектного должно быть не более: заполнителей ±5%, вяжущих и воды ±2%.

Несоблюдение указанной точности дозировании приводит к отклонениям от средней прочности обработанных материалов на 10-15%.

Для того чтобы уменьшить трудоемкость ручной тарировки дозаторов и повысить производительность завода, а также обеспечить оперативный непрерывный контроль за расходом каждого компонента смеси, целесообразно оснащать дозаторы датчиками с показывающими или записывающими приборами, непрерывно регистрирующими массу материала, выдаваемого дозатором в единицу времени.

С целью обеспечить оптимальную влажность смеси на месте укладки, на заводе в нее следует вводить воду с учетом потерь влаги во время транспортирования. Количество вводимой воды зависит от дальности транспортирования, погодных условий и определяется опытным путем. В жаркую погоду смесь при транспортировании самосвалами рекомендуется закрывать брезентовым полотном.

Режим работы смесителя должен соответствовать рекомендованному в заводском паспорте, что гарантирует качество перемешивания, которое в значительной степени влияет на прочность основания. Перегрузка смесителя по объему выпускаемой готовой смеси не должна превышать 10%.

Допускается при технико-экономическом обосновании применять метод смешения на месте с использованием линейных распределителей цемента и воды, автогудронаторов или других имеющихся распределителей. Однако в этом случае из-за неточной дозировки компонентов смеси и ухудшения качества перемешивания запроектированное количество цемента должно быть увеличено не менее чем на 2%.

При применении метода смешения на месте вначале рекомендуется распределить вдоль дороги каменный материал, затем в заданном соотношении цемент. После этого провести перемешивание материала с цементом. Затем ввести в смесь воду и окончательно перемешать всю смесь.

На дорогах I-III категорий смешение на месте необходимо осуществлять профилировщиком, на дорогах IV-V категорий допускается автогрейдером.

Чтобы предотвратить расслоение и сегрегацию смеси при погрузке ее в автомобили-самосвалы из смесительной установки, а также ослабить отрицательный эффект от неравномерной подачи смеси самосвалами, необходимо устроить промежуточные накопительные бункера. Высота падения смеси при перегрузках не должна превышать 1,5 м.

Технологический разрыв между приготовлением цементно-минеральной смеси и её уплотнением в основании не должен превышать 2 ч. При увеличении разрыва до 3 ч прочность основания уменьшается на 25%, до 6 ч - на 50-60%.

Технологический разрыв между приготовлением шлако- и золоминеральных материалов с активатором - известью и их уплотнением может быть увеличен до 1 сут.

Шлакоминеральные материалы на измельченном шлаке с добавкой цемента следует уплотнять после их приготовления в течение 3-4 ч. Увеличение разрыва до 6 ч приводит к снижению прочности на 30-40%.

Замена измельченного шлака на недробленый позволяет увеличить технологический разрыв до 6-3 ч.

Для максимального использования смесительного и укладочного оборудования, а также для получения материалов однородного состава смесь следует выпускать равномерно и непрерывно в течение рабочей смены.

После каждой смены смесители и накопительные бункера следует промывать водой с крупной фракцией щебня или гравия.

Распределение смеси рекомендуется осуществлять укладчиками дорожно-строительных материалов. Допускается использовать и автогрейдеры. При этом материал вывозят самосвалами и выгружают на земляное полотно или нижележащий слой в два ряда параллельно продольной оси основания. Расстояние между выгруженным из каждого автомобиля материалом следует определять количеством материала в автомобиле и требуемой толщиной основания.

Для улучшения ровности следует применять укладчики с автоматическими системами обеспечения ровности и автогрейдеры с системой автоматического регулирования отвала. При распределении смеси следует контролировать толщину, ровность устраняемого основания и поперечные уклоны.

Толщину распределяемого материала необходимо назначать с учетом коэффициента запаса на уплотнение, который определяют опытным путем для каждой смеси в начале производства работ (ориентировочно 1,2-1,3).

Уплотнять основание рекомендуется каткам и на пневматических шинах. Тип катка, число проходов по одному следу выбирают в зависимости от конструкции основания.

Для обеспечения требуемой плотности основания необходимо не менее 16 проходов катка по одному следу. При этом коэффициент уплотнения должен быть не менее 0,98 стандартной плотности. Недоуплотнение смеси на 8-10% приводит к снижению прочности основания на 5-15%.

Уплотнение основания следует осуществлять от краев к середине. При первых 4-5 проходах катка по одному следу рабочая скорость должна быть не более 1,5-2 км/ч, при последующих - максимальная паспортная скорость.

Ориентировочным признаком окончания уплотнения может служить отсутствие следа от прохода тяжелого катка.

После окончания уплотнения основания катками на пневматических тинах в случае необходимости следует провести отделку поверхности автогрейдером или профилировщиком, а затем уплотнить легким катком с гладкими вальцами за 2-4 прохода по одному следу.

В случае применения укладчиков предварительное уплотнение может осуществляться вибрационными рабочими органами этих машин.

При устройстве оснований на аэродромах для укладки обработанной смеси рекомендуется использовать укладчики, а для уплотнения - вибрационные органы этих машин, при этом для обеспечения возможности полного уплотнения влажность смеси увеличивают сверх оптимального значения на 2-4%.

Уплотненное основание требует специального ухода одним из общепринятых методов.

После окончания уплотнения и отделки основания на его поверхность необходимо нанести защитную водопаронепроницаемую пленку из битумной эмульсии или лака этиноля из расчета 600-1000 г на 1 м2 или помароля (ПМ-86. ПМ-100А) из расчета 500-600 г на 1 м2. Можно также на поверхность основания насыпать слой носка или супеси толщиной 5-6 см и поливать водой из поливочно-моечной машины, с учетом погодных условий, первые 7 сут. через 3-4 ч, далее - не реже одного раза в смену с тем, чтобы поддерживать песок во влажном состоянии.

При нарушении технологического ухода за основанием прочность его снижается на 10-30%, при отсутствии ухода - на 45-50%.

Швы в основании устраивать не следует. Стыки участков основания из обработанных материалов, устроенных в течение смены, должны быть вертикальными (при использовании боковых или торцевых упоров). Допускается устройство наклонных стыков с углом 30° относительно поверхности нижележащего слоя.

Открывать движение построечного транспорта по основанию и укладывать покрытие следует после набора основанием 70% проектной прочности, но не ранее чем через 7 сут. после уплотнения. Допускается укладывать покрытие в день устройства основания, а при применении добавок - замедлителей схватывания нижущего и медленнотвердеющих вяжущих - на следующий день. Уход за основанием в этом случае не осуществляют.

Особенности производства работ при пониженных температурах воздуха

Смесительная установка должна быть оснащена системами подогрева воды и заполнителей, трубопроводы и основные узлы защищены от атмосферных осадков и утеплены.

Смесь можно готовить с подогретой водой и при необходимости с подогретыми каменными материалами или смешением компонентов смеси без подогрева, но с введением хлористых солей.

Концентрированные растворы хлористых солей натрия и кальция следует готовить в отдельных емкостях. Водные растворы хлористого кальция следует готовить плотностью не более 1,29 г/см3 (0,427 кг безводной соли на 1 л воды), а хлористого натрия - не более 1,15 г/см3 (0,25 кг безводной соли на 1 л воды), при этом хлористый натрий следует растворять в горячей воде.

После полного растворения соли необходимо проверить ареометром плотность полученного раствора и при необходимости довести до заданной.

Чтобы приготовить раствор рабочей концентрации, необходимо в концентрированный раствор соли добавить воду. Соотношение между концентрированным раствором соли и водой надо устанавливать в зависимости от температуры в соответствии с требованиями п. 5.38-5.40, а количество раствора рабочей концентрации - в зависимости от объема уплотняемой смеси.

В процессе приготовления, хранения и перед использованием солевые растворы необходимо перемешивать. Нельзя использовать растворы с осадком нерастворившихся солей.

При приготовлении смесей без подогрева и при наличии в песке смерзшихся комков целесообразно использовать смесители цикличного действия. Если в песке более 30% смерзшихся комков, то загружают минеральный материал и вместе с ним заливают необходимое количество рабочего раствора соли, а после их предварительного перемешивания - вяжущее.

При меньшем количестве смерзшихся комков песка в первую очередь загружают заполнитель и 50% рабочего раствора, после их перемешивания загружают вяжущее и оставшуюся часть рабочего раствора.

При отсутствии смерзшихся частиц можно использовать и смесители непрерывного действия. В этом случае одновременно загружают все компоненты смеси и перемешивают.

Смеси без солевых добавок необходимо готовить в смесительных установках, находящихся, как правило, в отапливаемых помещениях, с использованием подогретых заполнителя и воды, температура которых должна обеспечить получение смеси с установленной расчетом температурой. Наибольшая допустимая температура подаваемой в смеситель воды - 80°С, заполнителя - 50 С. Температура смеси на выходе из смесителя - 35-40°С.

Температура приготовленной в смесителе смеси с противоморозными добавками назначается лабораторией строительства с учетом влияния добавок на сроки схватывания, но не должна быть ниже минус 5°С.

Транспортировать смесь необходимо в утепленном и укрытом кузове автомобиля-самосвала, предохраняющем ее от остывания и попадания атмосферных осадков. Рекомендуется подогревать кузов выхлопными газами.

Поверхность, на которую укладывают смесь из обработанного материала, должна быть тщательно очищена от смерзшихся комьев грунта, льда и снега.

Перед укладкой смеси, не содержащей противоморозных добавок, на мерзлом грунте следует вначале распределить слой сухого песка толщиной не менее 10 см. Не допускается для оттаивания мерзлых грунтов поливать их горячей водой или раствором хлористых солей.

Температура смеси во время укладки должна быть не ниже 25°С.

При устройстве оснований с применением медленнотвердеющих вяжущих покрытие можно устраивать сразу же после уплотнения основания. В этом случае основание не утепляют.

34. Классификация асфальтобетонов. Требования ГОСТ к ним

Асфальтобетон -- распространённый строительный материал. Применяется для устройства автомобильно-дорожных и аэродромных покрытий, эксплуатируемых плоских кровель, в гидротехническом строительстве. Получается в результате затвердевания уплотнённой асфальтобетонной смеси. Асфальтобетон изготавливают на асфальтобетонном заводе.

Согласно ГОСТ 9128-2009, асфальтобетонные смеси и асфальтобетоны по виду минеральной составляющей (каменного материала) разделяются на щебеночные (состав: щебень, песок, минеральный порошок, битум), гравийные (гравий, песок или песчано-гравийный материал, минеральный порошок и битум) и песчаные (песок, минеральный порошок, битум).

По вязкости битума, входящего в состав и допустимой температуре при укладке в покрытие смеси подразделяются на:

горячие (связующее -- вязкие и жидкие нефтяные дорожные битумы), укладываются с температурой не менее 120°С;

холодные (связующее -- жидкие нефтяные дорожные битумы), укладываются с температурой не менее 5°С.

ГОСТ 9128-84 в зависимости от вязкости битума подразделял смеси асфальтобетонные на: горячие, холодные и тёплые (с использованием и вязких, и жидких битумов и укладываемые при температуре не ниже 70 °С). В заменившем ГОСТ 9128-84 ГОСТ 9128-97 (введён в действие с 1 января 1999 г) определение тёплых асфальтобетонных смесей отсутствует. В отличие от литого асфальтобетона горячие и холодные смеси требуют при укладке в покрытие уплотнения.

По максимальному размеру зерна минеральной составляющей горячие асфальтобетонные смеси делятся на:

крупнозернистые (размер зерен до 40 мм);

мелкозернистые (размер зерен до 20 мм);

песчаные (размер зерен до 5 мм).

Смеси холодные делятся на мелкозернистые и песчаные.

Асфальтобетоны из горячих смесей по величине остаточной пористости (выраженному в процентах к объему количеству пор в покрытии после уплотнения) делятся на следующие виды:

высокоплотные (остаточная пористость от 1,0 до 2,5%);

плотные (остаточная пористость св. 2,5 до 5,0%);

пористые (остаточная пористость св. 5,0 до 10,0%);

высокопористые (остаточная пористость св.10,0 до 18,0%).

Покрытия из холодных смесей должны иметь остаточную пористость от 6,0 до 10,0%.

Горячие смеси, щебеночные и гравийные, и плотные асфальтобетоны по содержанию в них щебня (гравия) делятся на типы:

А (содержание щебня [гравия] св. 50 до 60%);

Б (содержание щебня [гравия] св. 40 до 50%);

В (содержание щебня [гравия] св. 30 до 40%).

Холодные щебеночные и гравийные смеси и соответствующие асфальтобетоны по содержанию щебня (гравия) делятся на типы Бх и Вх.

Смеси песчаные, горячие и холодные, и соответствующие асфальтобетоны по виду песка делятся на следующие типы:

Г и Гх -- приготовленные на песках из отсевов дробления или на их смесях с природным песком при содержании последнего не более 30% по массе;

Д и Дх -- приготовленные на природных песках или смесях природных песков с отсевами дробления при содержании последних менее 70% по массе.

В зависимости от применяемых материалов и физико-механических показателей асфальтобетонные смеси и асфальтобетоны подразделяются на следующие марки:

горячие высокоплотные -- МI;

плотные типов:

А -- МI, МII;

Б,Г -- МI, МII, МIII;

В,Д -- МII, МIII;

пористые и высокопористые -- МI, МII;

холодные типов:

Бх,Вх -- МI, МII;

Гх -- МI, МII;

Дх -- МII



35. Материалы для приготовления асфальтобетонных смесей. Требования ГОСТ к ним

По п. 5.15.1 ГОСТ 9128 (с учетом изменения №2) щебень из плотных горных пород и гравий, щебень из шлаков, входящие в состав смесей должны соответствовать требованиям ГОСТ 8267 и ГОСТ 3344.

Гравийно-песчаные смеси по зерновому составу должны отвечать требованиям ГОСТ 23735, а гравий и песок, входящие в состав этих смесей, - ГОСТ 8267 и ГОСТ 8736 соответственно.

Для приготовления асфальтобетонных смесей применяют щебень и гравий фракций от 5 до 10 мм, свыше 10 до 20 (15) мм, свыше 20 (15) до 40 мм, а также смеси указанных фракций.

Марка, не ниже:

по дробимости:

а) щебня из изверженных и метаморфических горных пород

б) щебня из осадочных горных пород

в) щебня из металлургического шлака

г) щебня из гравия

д) гравия

по истираемости:

а) щебня из изверженных и метаморфических горных пород

б) щебня из осадочных горных пород

в) щебня из гравия и гравия

по морозостойкости:

для всех видов щебня и гравия:

а) для дорожно-климатических зон I,II,III

б) для дорожно-климатических зон IV,V

По п. 5.15.2 ГОСТ 9128 песок природный и из отсевов дробления горных пород должен соответствовать требованиям ГОСТ 8736, при этом марка по прочности песка из отсевов дробления и содержание глинистых частиц, определяемых методом набухания, для смесей и асфальтобетонов конкретных марок и типов должны соответствовать указанным в таблице 6.26, а общее содержание зерен не менее 0,16 мм (в том числе пылевидных и глинистых частиц) в песке из отсевов дробления не нормируется.

Марка по прочности песка из отсевов дробления и содержание глинистых частиц, определяемых методом набухания, для смесей и асфальтобетонов конкретных марок и типов

Требования к минеральному порошку содержатся в двух стандартах: ГОСТ 16557 и ГОСТ 9128.

Функции минерального порошка в составе асфальтобетона определяются двумя задачами:

- заполнение пространства между частицами более крупного минерального материала;

- перевод битума из объемного в пленочное состояние.

Ввиду большой величины удельной поверхности на долю минерального порошка приходится до 90% поверхности всех минеральных компонентов асфальтобетона. Распределение битума по значительно большей поверхности приводит к снижению толщины пленок вяжущего и значительному изменению его свойств в сторону увеличения вязкости.

ГОСТ 16557 регламентирует свойства минерального порошка из карбонатных горных пород (известняков, доломитов, доломитизированных известняков и других карбонатных горных пород).

Для улучшения качества при приготовлении минерального порошка в горную породу перед измельчением вводят активирующую смесь, состоящую из битума и поверхностно-активного вещества (ПАВ) или продукта, содержащего ПАВ. Такие минеральные порошки называются активированными.

Для активации минерального порошка применяются следующие анионные ПАВ типа высших карбоновых кислот: госсиполовая смола (хлопковый гудрон), жировой гудрон, синтетические жирные кислоты С17-С20, кубовый остаток синтетических жирных кислот, окисленный петролатум, нафтеновая кислота С13 и типа железных солей высших карбоновых кислот.

В настоящее время круг добавок, используемых в качестве ПАВ и в составе активирующих смесей значительно расширилась. Перед применением любой из них необходимо проводить предварительные испытания с целью определения оптимальной концентрации при использовании конкретных материалов.

Нефтяные дорожные вязкие битумы, применяемые для приготовления активирующих смесей, должны соответствовать требованиям ГОСТ 22245.

Для активации минерального порошка допускается применять другие материалы или их смесь с битумом при условии, что активированные ими минеральные порошки будут соответствовать требованиям ГОСТ 16557.

Минеральный порошок должен быть рыхлым. Активированный минеральный порошок должен быть гидрофобным, однородным по цвету и составу. К порошкам, активированным смолами твердых топлив или их смесями с битумом, требования по гидрофобности не предъявляется. Различие в содержании активирующей смеси в пробах порошка одной партии не должно превышать +0,15% от массы порошка. Минеральный порошок, активированный смесью битума с железными солями высших карбоновых кислот, следует применять для производства холодного асфальтобетона.

В соответствии с ГОСТ 9128 допускается применять в качестве минеральных порошков для пористого и высокопористого асфальтобетона, а также для плотного асфальтобетона II и III марок техногенные отходы промышленного производства (измельченные основные металлургические шлаки, золы-уноса, золошлаковые смеси, пыльуноса цементных заводов и пр.).



36. Выбор типа асфальтобетонных смесей в зависимости от эксплуатационных и климатических условий, и экономических показателей

Проектирование асфальтобетона представляет собой комплексный процесс, дающий возможность определить состав асфальтобетона с учетом климатических факторов и в целом условий эксплуатации сооружения, регламентировать последовательность и порядок производства работ, а также включающий в себя испытания и выбор исходных материалов.

Расчет (подбор) состава асфальтобетона предусматривает определение соотношения между компонентами в асфальтобетоне и экспериментальную проверку свойств подобранного материала.

В целом проектирование асфальтобетона состоит из следующих четырех этапов.

Оценка условий работы материала

Основные факторы, действующие на асфальтобетон в транспортных сооружениях, могут быть разделены на две группы - климатические и механические. Обе группы должны быть рассмотрены в ходе проектирования с максимально возможной полнотой.

Климатические факторы во многом определяют условия работы асфальтобетона, а значит и предъявляемые к нему требования. В районах с высокой летней температурой воздуха понижение вязкости вяжущего в покрытии вследствие нагрева может привести к появлению пластических деформаций (волн, колей и т.д.). Наибольшей сдвигоустойчивостыо обладают многощебенистые асфальтобетоны, в которых возникающие напряжения воспринимает каркас из частиц щебня. Применение более вязких битумов также позволяет снизить величину пластических деформаций.

Низкие зимние температуры воздуха обусловливают необходимость повышения трещиностойкости асфальтобетона, что обычно достигается применением битумов пониженной вязкости.

Большое количество переходов температуры воздуха через 0°С требует повышения морозостойкости асфальтобетона. В районах со значительным количеством осадков следует особое внимание уделить повышению водостойкости асфальтобетона. Эта задача может быть решена за счет уменьшения пористости и повышения качества сцепления битума и минеральных материалов путем введения в состав асфальтобетонной смеси поверхностно-активных веществ.

Кроме того, в случаях, когда покрытие длительное время пребывает в увлажненном состоянии (что влечет за собой ухудшение сцепления с колесом автомобиля), необходимо предусмотреть повышение шероховатости асфальтобетонного покрытия. Это может быть достигнуто путем применения многощебенистого асфальтобетона.

Возникающие в асфальтобетонных покрытиях и основаниях напряжения связаны большей частью с воздействием транспортных средств, хотя могут являться и следствием развития природных процессов, как, например, изгиб при неравномерном зимнем пучении грунта земляного полотна, вызванном его промерзанием.

При устройстве асфальтобетонных покрытий на жестких основаниях, в которых использованы материалы на основе минеральных вяжущих, уменьшаются величины прогибов на покрытиях, и прочность асфальтобетона на изгиб не является свойством, определяющим долговечность покрытия. В случае невысокой несущей способности основания это свойство материала приобретает более важное значение.

Следует, однако, отметить, что устройство оснований из материалов на основе минеральных вяжущих приводит в ряде случаев к ухудшению условий работы асфальтобетонных покрытий. Это может произойти вследствие интенсивного образования усадочных и температурных трещин в жестких основаниях. Так, например, расстояние между трещинами в основании из грунта, укрепленного цементом, может составлять всего 3-5 м. С течением времени они появляются и на поверхности асфальтобетонного покрытия.

Требования к сдвигоустойчивости асфальтобетона повышаются на участках автомобильных дорог с большими продольными уклонами, прежде всего на горных дорогах. Значительные сдвигающие усилия возникают также при торможении и разгоне автомобилей. Поэтому при строительстве городских улиц и дорог, где количество участков торможения велико, следует применять асфальтобетоны с повышенной сдвигоустойчивостью.

Решение о выборе вида и типа асфальтобетона для устройства покрытия и основания принимается, исходя из анализа условий эксплуатации сооружения.

Долговечность асфальтобетонных покрытий во многом зависит от правильного выбора технологии приготовления асфальтобетонной смеси и технологии строительства конструктивных слоев дорожной одежды. Тип смесителя, температурный режим приготовления и время перемешивания смеси оказывают значительное влияние на качество смеси.